JP5482078B2 - 部分放電検出装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、電気設備・機器に部分放電が発生したことをアンテナ受信により簡易に検出でき、しかも環境電磁波と分別して部分放電の発生を確実に同定・評価できる部分放電検出装置を提供することにある。
前記電気設備・機器に発生する接地電流を高周波変流器で検出して前記部分放電検出手段に入力すると共に、
前記部分放電検出手段は、
前記1対のアンテナ受信機で検出された各電磁波の整流処理された絶対値の波形WA,WBの大小比較をし、前記盤内に設置されたアンテナ受信機で検出された波形WAが大のとき部分放電波形として採用する比較処理手段と、
部分放電波形として採用された波形WAと前記電源電圧波形とを相別に比較し、波形WAが電源電圧波形に対して適切なタイミングの位相関係位置にあるかを比較する相別比較処理手段と、
相別比較処理された波形WAが電源電圧波形の所定の位相範囲内にあるとき、前記高周波変流器で検出された接地電流波形が同期しているかを比較し、波形WAと接地電流波形が同期しているとき前記盤内に部分放電発生として同定・評価する部分放電の発生有無判定処理手段と、
を備えたことを特徴とする。
図1は部分放電検出装置の全体構成を示す。部分放電電磁波の検出手段として、1対のアンテナ受信機、1つの接地線電流検出器および電源電圧位相検出器を設ける。アンテナ受信機は、一方は電気設備・機器が設置される盤内に設置され、他方は盤外に設置され、これらの構成は盤内と盤外周辺で発生する電磁波の基本周波数帯域を受信周波数帯域とするアンテナ1A,1Bと、それぞれのアンテナ1A,1Bで受信した微弱電磁波を増幅するローノイズアンプ(LNA)2A,2Bと、それぞれのアンプ2A,2Bの出力から設定された周波数帯域の電磁波信号を抽出するバンドパスフィルタ(BPF)3A,3Bと、それぞれのフィルタ3A,3Bの出力を適当なレベルまで増幅するアンプ(AMP)4A,4Bを備える。
部分放電電磁波検出は、図2に概略構成を示すように、2つのアンテナ受信機の一方(アンテナ1Aのみ示す)は電気設備・機器の内部(盤内)に設置し、他方(アンテナ1Bのみ示す)は電気設備・機器の外周部(盤外)に設置し、信号処理部11では両アンテナ受信機で測定した電磁波の強度の比較(金属箱による電磁波遮蔽の影響を応用)により盤内で発生した電磁波を抽出し、これにより盤外の環境電磁波による部分放電電流の検出精度への悪影響を取り除く。
環境電磁波は、図3の(a)や(b)に示した環境電磁波スペクトルに見られるように、フィールドによって異なる。そこで、本実施形態では、部分放電検出の順序としては、まずフィールド毎に環境電磁波を測定し、放送波などの影響の少ない帯域(図4中の周波数帯域F1〜F4)を選択し、2つのアンテナ検出機で盤内外の電磁波を同時に測定することで、環境電磁波による影響を極力減らして部分放電を検出できるようにする。
図6に信号処理部11と同定・評価部12による部分放電の有無判定フローを示す。盤内に設置されるアンテナ受信機A(図1の1A,2A,3A,4A)が受信した電磁波(またはダウンコンバートした信号)は絶対値整流処理S1によって全波整流処理をする。同様に、盤外に設置されるアンテナ受信機B(図1の1B,2B,3B,4B)が受信した電磁波(またはダウンコンバートした信号)は絶対値整流処理S2によって全波整流処理をする。これら整流処理波形WA,WBは、例えば図6中に、横軸を時間軸とし、縦軸を電磁波電流の振幅とする波形イメージ(a)を示すように、盤内部と外部では異なる波形態様を呈する。
ENV+FFT処理S10は、波形処理部S4で抽出した絶対値整流波形WAについて、そのエンベロープ(ENV)波形処理を行い、この波形について高速フーリエ変換(FFT)処理を行う。
図6等に示す部分放電発生の有無検出を、定期的に同設備に対して同条件で診断を実施し、そのトレンドから各部の判定処理の変化を観測し、部分放電発生状況を診断する。
2A,2B ローノイズアンプ(LNA)
3A,3B バンドパスフィルタ(BPF)
4A,4B アンプ(AMP)
5 高周波変流器
6 バンドパスフィルタ(BPF)
7 アンプ(AMP)
8 トランス(変成器)
9 ローパスフィルタ(LPF)
10 アンプ
11 信号処理部
12 同定・評価部
Claims (4)
- 電気設備・機器が収納される盤内及び盤外での電磁波を検出する1対のアンテナ受信機を設け、各アンテナ受信機で検出された盤内外の電磁波を部分放電検出手段に入力して電気設備・機器の電源電圧波形と位相比較し、交流の電源電圧波形の特定の位相範囲内の電磁波を部分放電として同定・評価するものにおいて、
前記電気設備・機器に発生する接地電流を高周波変流器で検出して前記部分放電検出手段に入力すると共に、
前記部分放電検出手段は、
前記1対のアンテナ受信機で検出された各電磁波の整流処理された絶対値の波形WA,WBの大小比較をし、前記盤内に設置されたアンテナ受信機で検出された波形WAが大のとき部分放電波形として採用する比較処理手段と、
部分放電波形として採用された波形WAと前記電源電圧波形とを相別に比較し、波形WAが電源電圧波形に対して適切なタイミングの位相関係位置にあるかを比較する相別比較処理手段と、
相別比較処理された波形WAが電源電圧波形の所定の位相範囲内にあるとき、前記高周波変流器で検出された接地電流波形が同期しているかを比較し、波形WAと接地電流波形が同期しているとき前記盤内に部分放電発生として同定・評価する部分放電の発生有無判定処理手段と、
を備えたことを特徴とした部分放電検出装置。 - 前記部分放電検出手段は、前記比較処理手段による前記波形WAが部分放電波形として採用時に、波形WAに対してエンベロープ波形処理及び高速フーリエ変換し、フーリエ係数(信号強度)から部分放電の発生を同定・評価する手段を備えたことを特徴とした請求項1記載の部分放電検出装置。
- 前記部分放電検出手段は、前記電気設備・機器外部の環境電磁波のスペクトルが存在しないフィールドにおける電磁波を部分放電電磁波として検出して部分放電の発生を同定・評価する手段を備えたことを特徴とした請求項1記載の部分放電検出装置。
- 前記アンテナ受信機は、アンテナ受信する電磁波を基準信号でミキシングして中間周波数にダウンコンバート処理を行って、部分放電電磁波の検出信号として取り出す手段を備えたことを特徴とした請求項1乃至3記載の何れか1項に記載の部分放電検出装置。
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